алгоритмизация процесса управления рисками информационно

АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА УПРАВЛЕНИЯ РИСКАМИ
ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ
ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ ГПС МЧС РОССИИ
В.И. Антюхов, кандидат технических наук, профессор;
О.В. Кравчук.
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России
Предложены алгоритм функционирования системы управления рисками
информационно-вычислительной сети подразделения ГПС МЧС России, разработанный
с использованием графического, агрегативного и теоретико-множественного способов
описания сложных систем и алгоритм управления информационными рисками.
Ключевые слова: алгоритм, риск, управление информационным риском, система
управления
АLGORITHMIZATION OF THE RISK MANAGEMENT PROCESS
OF INFORMATION-COMPUTER NETWORK OF DEPARTMENT
OF STATE FIRE SERVICE OF EMERCOM OF RUSSIA
V.I. Antyukhov; O.V. Kravchuk.
Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia
The algorithm of the system of risk management of information-computer network
of department of State fire service of EMERCOM of Russia, developed using the graphical,
aggregate and set-theoretic methods of describing complex systems and an algorithm
for information risk management are proposed.
Keywords: algorithm, risk, management risk, system of management
Анализ литературы по вопросам описания сложных систем и управления
информационными рисками (ИР) позволяет сделать вывод, что зависимость успешной
деятельности подразделений ГПС МЧС России от автоматизированных систем обработки
информации и принятия решений объективно приводит к наступлению в информационновычислительной сети (ИВС) случайных событий – информационных рисков [1–3]. В связи
с тем, что игнорирование наличия ИР в подразделении может привести к появлению в его
ИВС негативных событий, необходимо научиться управлять ИР, с целью снижения
критичности последствий, которые могут наступить в сети в результате реализации ИР.
Реализовать процесс управления ИР невозможно без соответствующей системы
управления информационными рисками (СУИР), разработка и внедрение которой
в подразделения ГПС МЧС России позволит повысить уровень информационной
безопасности (ИБ) ИВС подразделений.
Анализ текущего состояния информационной безопасности ИВС подразделений ГПС
МЧС России и на ближайшую перспективу позволяет предложить СУИР, состоящую
из шести подсистем [4–6]:
1. Подсистема разработки концептуальной модели СУИР (подсистема 1), задачей
которой является обеспечение разработчика (лица принимающего решение (ЛПР) СУИР
на начальном этапе работ необходимым и достаточным набором исходных данных для
установления контекста управления информационными рисками.
65
2. Подсистема выявления угроз, их фиксации и журналирования (подсистема 2),
предназначенная для разработки совокупности сценариев развития событий в ИВС
подразделения ГПС МЧС России при воздействии на нее возможных дестабилизирующих
факторов, фиксации и документирования сценариев в СУИР. Для каждого сценария
предполагается получение параметров ИР (в крайнем случае, его качественной оценки).
3. Подсистема выбора и принятия решения, относительно управляющих воздействий
(подсистема 3), обеспечивающая выбор способа обработки ИР (снижение риска, сохранение
риска, избегание риска, перенос риска) в соответствии с его уровнем. На основе выбранного
способа и данных, полученных в результате функционирования подсистем 1 и 2,
должна осуществляться выработка множества альтернатив управляющих воздействий
и их выбор ЛПР.
4. Подсистема
реализации
управляющих
воздействий
(подсистема
4),
осуществляющая доведение решения до исполнителей, а также внедрение в процесс
функционирования подразделения ГПС МЧС России, в частности ИВС подразделения,
выбранных средств и методов управления.
5. Подсистема оценивания эффективности управляющих воздействий (подсистема 5)
относительно выявленных угроз в соответствии со сформированными критериями
эффективности.
6. Подсистема обеспечения непрерывности процесса управления ИР (подсистема 6),
задачами которой являются:
– проведение корректирующих мероприятий относительно структуры СУИР
и принимаемых в процессе ее функционирования решений;
– непрерывный анализ и аудит принимаемых решений и результатов
функционирования СУИР со стороны ЛПР и руководства подразделения ГПС МЧС России
с целью идентификации любых изменений.
Цикличность процесса управления рисками типовой ИВС подразделения ГПС МЧС
России предполагает возвращение к первой подсистеме управления для корректировки
концептуальной модели СУИР по результатам предыдущей итерации.
Можно предположить, что, так как СУИР является системой с последействием,
то алгоритм функционирования подсистемы разработки концептуальной модели СУИР
будет «зависеть» от алгоритмов функционирования «нижестоящих» подсистем и для его
актуализации необходимо уметь описывать процесс функционирования «нижестоящих»
подсистем.
Для реализации процесса управления ИР с использованием алгоритмов
функционирования СУИР предлагается способ описания процесса функционирования
элементов и подсистем СУИР на концептуальном (частично функциональном уровне),
а также формальном уровнях с использованием теории агрегатов [7, 8].
Агрегативное описание процесса управления ИР с использованием СУИР
представляется возможным вследствие своей компактности, наглядности, быстродействия,
единства процедур описания и удобства реализации на ЭВМ.
Алгоритм функционирования любого элемента/подсистемы СУИР можно представить
последовательностью действий, выполняемых агрегатами (элементами/подсистемами).
Каждая группа элементарных операций алгоритма представляется операторами,
отражающими его логическую структуру. Такими операторами являются:
– оператор N – специфический оператор, обозначающий окончание вычислений;
– оператор А – арифметический оператор – совокупность операций, реализующих
какое-либо соотношение или систему соотношений между величинами;
– оператор L – логический оператор – предназначен для проверки справедливости
заданных условий и выработки признаков, обозначающих результат проверки;
– оператор S – оператор формирования реализаций случайных процессов, вводимый
для имитации действия различных случайных факторов, сопровождающих исследуемый
процесс;
66
– оператор J – оператор формирования реализаций неслучайных величин, вводимый
при моделировании процесса функционирования элемента/подсистемы СУИР для
реализации различных констант и не случайных функций времени;
– оператор С – служебный оператор моделирующего алгоритма, вводимый для
подсчета количества различных объектов, обладающих заданными свойствами.
Описание операторов алгоритма функционирования элементов/подсистем СУИР
представлено в таблице [6–8].
Таблица. Описание операторов алгоритма функционирования элементов/подсистем СУИР
Наименование
оператора
Назначение
оператора
N
Специальный
оператор,
означающий
начало/конец
вычислений
Наименование
подоператора
Назначение подоператора
N1
Начало функционирования агрегата/подсистемы
N43
А5/ А6
A10/A15
А
Описание
действий,
связанных
с вычислениями
A20
A38
A42
J
Оператор
формирования
неслучайных
процессов
J4
Окончание функционирования агрегата/подсистемы.
Выдача результатов
Внесение значений начала (thφn) и окончания (thφz)
функционирования агрегата/подсистемы в память ЭВМ
Внесение значений моментов поступления
управляющего (τe) и входного (tu) сигналов в память ЭВМ
Определение ближайшего момента (tвых) выдачи
агрегатом/подсистемой выходного сигнала, содержащего
отрывок выходного сообщения (t, gN)T
Фиксация результатов, полученных при функционировании
рассматриваемого агрегата/подсистемы
Обработка результатов функционирования
рассматриваемого агрегата/подсистемы
Формирование значений характеристик
агрегата/подсистемы (
)
Формирование оператора (
J19
J22
J23
J24
J27
J29/J32
J30/J33
J36
J37
) для определения
состояния агрегата/подсистемы в промежутках между
особыми состояниями
Определение состояния агрегата/подсистемы в момент tвых
Формирование выходного сигнала (ghv), содержащего
отрывок выходного сообщения
Формирование состояния агрегата/подсистемы (z(tвых+0))
после выдачи выходного сигнала
Определение состояния агрегата/подсистемы (z(tвх))
в момент tвх
Формирование управляющего и входного сигналов
соответственно, содержащих отрывки управляющего
и входного сообщений ((τ, yΩ)Т, (t, xΨ)Т)
Определение состояний агрегата/подсистемы
(z(τe+0)/z(tu+0)) после поступления управляющего/входного
сигнала соответственно
Определение состояния агрегата/подсистемы z(thφz)
в момент окончания моделирования функционирования
агрегата (активной фазы агрегата)
Формирование предыстории ((
)/(
))
функционирования агрегата/подсистемы
67
Переход к моделированию очередной реализации
алгоритма функционирования агрегата/подсистемы
Формирование моментов начала (thφn) и окончания thφz
активной фазы этапа функционирования
агрегата/подсистемы соответственно
Формирование очередного момента (τe) поступления
в агрегат/подсистему управляющего сигнала, содержащего
отрывок управляющего сообщения (τ, yΩ)Т
J41
S2, S3
S7
Оператор
формирования
случайных
процессов
S
S9/ S16
Подстановка вместо τe/tu соответственно величины thφz
L8
Формирование очередного момента tu поступления
в агрегат/подсистему входного сообщения (t, xΨ)Т
Формирование признака γ=0/γ=1 – «ближайшим
сообщением будет управляющее
tвх=τe /входное сообщение tвх=tu» соответственно
Подстановка вместо thφn момента toc – последнего особого
состояния
Проверка условия τe thφz
L11
Проверка условия e> 1
L12
Проверка условия условия tu<τe, где tu – момент
поступления входного сообщения (t, xΨ)Т
L14
Проверка условия tu<thφz
L21
Проверка условия tвых≤ tвх, где tвх=min (τe, tu)
S13
S17/ S18
S35
Логический
оператор,
осуществляющий проверку
справедливости
заданных
условий
и выработку
признаков,
обозначающих
результат
проверки
L
C
L25/ L31/ L34
L26
L28
L40
C39
Счетчик
Проверка принадлежности состояний
z(tвых+0)/z(τe+0)/z(tu+0) соответственно подмножеству Zy
Проверка условия tвх<thφz
Проверка условия γ> 0
Проверка N<N*, где N* – заданное количество реализаций
Счетчик количества реализаций N
С учетом схемы описания операторов элементов/подсистем СУИР ее операторная
схема будет иметь вид:
15,16
11,34
,
25,31,34
,
,
26
, ,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
21
,
,
,
,
14
,
,
,
,
,
12
,
,
, 40
,
31, 41
,
,
,
,
12
,
,
28
8
,
35
,
,
,
9
,
,
,
,
,
,
17, 18, 25
,
где, например,
–
означает, что от оператора № 9 передается управление оператору № 11;
–
означает, что от логического оператора № 12 управление следует передать
оператору № 18, в случае выполнения проверяемого условия или оператору № 17, в случае
его невыполнения;
– 8А10 означает, что оператору № 10 передано управление от оператора № 8.
68
Усовершенствованная операторная схема алгоритма функционирования позволяет
описать процесс функционирования любого элемента и подсистемы СУИР и разработать
модель процесса их функционирования на ЭВМ.
Таким образом, результаты функционирования подсистем 2, 3, 4, 5, 6 позволят
осуществить совершенствование первой подсистемы – подсистемы разработки
концептуальной модели СУИР подразделения ГПС МЧС России на основе полученных
ранее данных.
Управление ИР осуществляется в интересах сотрудников, отвечающих за защиту
информации и обеспечения безопасности спасательных работ, в частности сотрудников
подразделений, отвечающих за организацию и устойчивую работу систем связи, технических
комплексов и средств автоматизации и оповещения подразделений МЧС России, а также
сотрудников оперативно-аналитических, информационно-аналитических отделов, отделов
по работе с информационными ресурсами и подготовки информации. Из числа сотрудников
указанных подразделений формируется рабочая группа, отвечающая всем требованиям
формирования экспертных групп, и назначается ЛПР. Сформированная группа осуществляет
управление ИР в соответствии с алгоритмом, содержащим следующие блоки,
соответствующие подсистемам концептуальной схемы алгоритма процесса управления
рисками типовой информационно-вычислительной сети подразделения ГПС МЧС России:
– блок 1 (1 элемент алгоритма) – начало работы;
– блок 2 (1–13) – разработка концептуальной модели СУИР;
– блок 3 (1–19) – выявление угроз ИВС, их фиксации и журналирования;
– блок 4 (20–23) – выработка и принятие решения относительно управляющих
воздействий;
– блок 5 (24) – реализация принятых решений;
– блок 6 (25–27) – оценка эффективности принятых решений;
– блок 7 (28–30) – обеспечение непрерывности процесса управления ИР.
– блок 8 (31) – окончание работы.
Блок-схема рассматриваемого алгоритма представлена на рисунке. Блок-схема
алгоритма является основой для разработки методики управления ИР и автоматизации
процесса управления рисками ИВС подразделений ГПС МЧС России с целью дальнейшего
внедрения в практическую деятельность подразделений.
По итогам первой итерации рабочая группа во главе с ЛПР имеют следующие
сведения: перечень уязвимостей ИВС подразделения; перечень угроз ИВС подразделения;
перечень сценариев развития событий, содержащий различные комбинации уязвимостей,
угроз и последствий их реализации; значение уровня ИР подразделения; рекомендации
по выбору способа обработки ИР и соответствующий комплекс управляющих воздействий
по обработке ИР, значение эффективности принятого решения относительно управляющих
воздействий и значение эффективности разработанной СУИР. По значению показателя
эффективности СУИР ЛПР совместно с экспертной группой принимают решение
об изменении структуры СУИР. Если СУИР не требует изменений, осуществляется вторая
итерация управления.
Выводы:
– в статье представлен усовершенствованный алгоритм функционирования
элементов/подсистем СУИР с использованием графического, агрегативного и теоретикомножественного способов описания сложных систем;
– разработан алгоритм процесса управления рисками, возникающими в ИВС
подразделений ГПС МЧС России в виде блок-схемы, что позволит в дальнейшем разработать
методику управления ИР и автоматизировать процесс управления рисками, возникающими
в ИВС, и внедрить в практическую деятельность подразделений.
69
70
71
Рис. Блок-схема алгоритма процесса управления рисками типовой ИВС подразделения ГПС
МЧС России
Литература
1. Варфоломеев А.А. Управление информационными рисками: учеб. пособие.
М.: РУДН, 2008. 158 с.
2. Чернова Г.В., Кудрявцев А.А. Управление рисками: учеб. пособие.
М.: ТК Велби; Изд-во Проспект, 2003. 160 с.
3. Астахов
А.М.
Искусство
управления
информационными
рисками.
М.: ДМК Пресс, 2010.
4. Антюхов В.И., Кравчук О.В. Методика описания системы управления рисками
типовой информационно-вычислительной сети подразделения ГПС МЧС России //
Проблемы управления рисками в техносфере. 2014. № 2 (30). С. 41–49.
5. Антюхов В.И., Кравчук О.В. Автоматизированное управление рисками в типовой
информационно-вычислительной сети подразделения ГПС МЧС России // Природные
и техногенные риски (физико-математические и прикладные аспекты). 2013. № 4 (8).
С. 51–58.
6. Антюхов В.И., Кравчук О.В. Формальная модель системы управления рисками
типовой информационно-вычислительной сети подразделения ГПС МЧС России //
Проблемы управления рисками в техносфере. 2014. № 3 (31). С. 37–47.
7. Острейковский В.А. Теория систем: учеб. М.: Высш. шк., 1997. 239 с.
8. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Гл. ред. физ.-матем. лит-ры
изд-ва «Наука», 1978.
72